BR112021015072A2 - Composição de formação de concreto, artigo de concreto, e, processos para produzir uma composição de formação de concreto e para produzir um artigo de concreto - Google Patents
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Abstract
composição de formação de concreto, artigo de concreto, e, processos para produzir uma composição de formação de concreto e para produzir um artigo de concreto.a presente invenção se refere a uma composição de formação de concreto para a produção de um artigo de concreto, que inclui: (a) pelo menos um agente de cura interna que inclui um éter de celulose reticulado insolúvel em água, em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água tem uma maior capacidade de adsorção de água em comparação com polímeros superabsorventes normalmente usados e em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água pode ser usado de forma bem-sucedida e eficiente como uma celulose reticulada insolúvel em água ou agente de cura interna em composições de formação de concreto; e (b) um material cimentício; um processo para produzir a composição de formação de concreto acima; e um artigo de concreto produzido a partir da composição de formação de concreto acima com o objetivo de reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no artigo de concreto resultante produzido a partir da composição de formação de concreto acima.
Description
1 / 15 COMPOSIÇÃO DE FORMAÇÃO DE CONCRETO, ARTIGO DE CONCRETO, E, PROCESSOS PARA PRODUZIR UMA COMPOSIÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a composições de formação de concreto; e mais especificamente, a presente invenção se refere a composições de formação de concreto que incluem éteres de celulose reticulados insolúveis em água úteis como agentes de cura interna para as composições de formação de concreto.
[002] Uma das principais razões para a sensibilidade à rachadura no estágio inicial do concreto é a autodessecação, resultando em maior retração autógena. A introdução de pequenos reservatórios de água no concreto ajuda a reduzir a autodessecação. Os pequenos reservatórios de água podem ser introduzidos no concreto usando uma variedade de materiais, incluindo agregados leves pré-umedecidos, partículas finas de concreto devolvidas trituradas pré-umedecidas, madeira pré-umedecida ou fibras de celulose e polímeros superabsorventes. Até agora, os polímeros superabsorventes (SAP) demonstraram uma eficácia significativamente maior em comparação com agregados leves, partículas finas de concreto recicladas de fibras de madeira (por exemplo, conforme descrito em K. Kovler, “Internal Curing of Concrete”, RILEM TC 196-ICC: State-of-the-art report – Junho de 2007, Vol. 41, Capítulo 7, página 71). SAP são tipicamente copolímeros reticulados de ácido acrílico e acrilamida. A cinética de absorção de líquido e liberação do SAP depende da composição iônica do líquido (por exemplo, conforme descrito em C. Schröfl, V. Mechtcherine, M. Gorges, “Relation Between the Molecular Structure and the Efficiency of Superabsorbent Polymers (SAP) as Concrete Admixture to Mitigate Autogenous Shrinkage”, Cement and
2 / 15 Concrete Research, 42, (2012), páginas 865 a 873). As referências acima mencionadas divulgam que SAP com menos carga iônica irá dessorver a água mais lentamente em comparação com SAP altamente aniônico. A dessorção mais lenta da água no concreto é benéfica para a prevenção de rachaduras de retração, pois a água de cura interna estará disponível por um longo período de tempo. Embora SAP seja usado hoje como agente de cura interna para concreto, o SAP atual tem capacidade limitada de adsorção de água. A estrutura aniônica de SAP conhecido causa uma dessorção bastante rápida de água na matriz cimentícia de concreto.
[003] Éteres de celulose (CE) podem ser reticulados com diglicidiléter fornecendo maior peso molecular e, subsequentemente, dando maior viscosidade em soluções aquosas. Estes éteres de celulose podem ser vantajosamente usados em adesivos para ladrilhos de cimento (WO2017004119A1). Ao adicionar mais reticulador (por exemplo, éter diglicidílico) ao CE, o CE perde a solubilidade em água e não pode ser usado em formulações de argamassa de mistura seca. No entanto, ao entrar em contato com a água, as partículas de CE reticuladas absorvem água e intumescem.
[004] Vários agentes de cura interna para uso em formulações de concreto foram divulgados na técnica anterior. Por exemplo, a Publicação de Pedido de Patente no. US20160214906A1 divulga um agente de cura interna que consiste em fibras de celulose, tensoativos (surfactantes) e silicones. O agente de cura interna é triturado juntamente com cimento para permitir boa mistura com as partículas de cimento e garante um tamanho de partícula similar ao tamanho de partícula do cimento, fornecendo uma alta superfície específica que é considerada benéfica para a adsorção de água. Consequentemente, no entanto, a dessorção de água no sistema acima será muito rápida.
[005] O documento WO2017025771A1 divulga um agente de cura
3 / 15 interna que consiste em uma emulsão de cera, um polialquilenoglicol, um agente de retenção de água e um superplastificante. A composição de agente de cura interna divulgada no documento WO2017025771A1 não é eficaz na prevenção de retração autógena de concreto, porque a composição não fornece quaisquer reservatórios de água no concreto.
[006] O documento IN201741022033A divulga o uso de uma medula de coco (uma fibra natural extraída de cascas de coco) como um agente de cura interna para concreto. A extração de fibra de coco de cascas de coco fornece o subproduto de medula de coco que também é conhecido como turfa de coco. No entanto, semelhante a outras fibras naturais conhecidas, as fibras naturais de medula de coco usadas como um aditivo para o concreto são menos eficazes em comparação com os aditivos de polímero sintéticos.
[007] O documento WO2017025770A1 divulga um sistema de cura interna incluindo uma mistura de SAP, um modificador de viscosidade e um sal inorgânico em água. O sistema de cura interna baseado em SAP do documento WO2017025770A1 tem limitações de uso similares (conforme descrito acima) como qualquer outro agente de cura interna baseado em SAP conhecido.
[008] O documento WO2018098291A9 divulga o uso de polissacarídeos reticulados em concreto. Os exemplos de polissacarídeos divulgados no documento WO2018098291A9 incluem levan, dextrano e outros; que são principalmente polímeros de polissacarídeos solúveis em água e de baixo peso molecular. Embora o uso de celulose seja mencionado no documento WO2018098291A9, a tecnologia descrita na referência se refere a dispersantes e redutores de água com base em uma matéria-prima de base biológica. No entanto, o que não é divulgado no documento WO2018098291A9 é um material baseado em um éter de celulose reticulado insolúvel em água.
[009] É, portanto, desejável fornecer um agente de cura interno, tal
4 / 15 como um éter de celulose reticulado, que tem uma capacidade de adsorção de água mais forte e que pode reter a água por um período mais longo de tempo em uma matriz de concreto. Também é desejável fornecer um éter de celulose reticulado insolúvel em água para uso como um agente de cura interna para formulações de concreto que podem reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras em um produto de concreto.
[0010] Em uma modalidade, a presente invenção se refere a uma composição de formação de concreto para a produção de um artigo de concreto, que inclui: (a) pelo menos um agente de cura interna, que inclui um éter de celulose reticulado insolúvel em água (xCE), em que o xCE insolúvel em água tem uma maior capacidade de adsorção de água em comparação com polímeros superabsorventes normalmente usados e em que o xCE insolúvel em água pode ser usado de forma bem-sucedida e eficiente como um agente de cura interna de xCE insolúvel em água em composições de formação de concreto; e (b) um material cimentício.
[0011] Em outra modalidade, a presente invenção inclui um processo para produzir a composição de formação de concreto acima.
[0012] Em ainda outra modalidade, a presente invenção inclui um artigo de concreto produzido a partir da composição de formação de concreto acima.
[0013] Um objetivo da presente invenção é reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no artigo de concreto resultante produzido a partir da composição de formação de concreto acima.
[0014] Em uma ampla modalidade, a composição de formação de concreto da presente invenção para produzir um artigo de concreto inclui: (a) pelo menos um xCE insolúvel em água usado como um agente de cura interna para a composição de formação de concreto; e (b) um material cimentício.
5 / 15
[0015] O agente de cura interna útil na produção da composição de formação de concreto da presente invenção inclui pelo menos um xCE insolúvel em água; e o xCE insolúvel em água tem a capacidade de adsorver mais água (isto é, o xCE insolúvel em água da presente invenção tem uma maior capacidade de adsorção de água) em comparação com polímeros superabsorventes típicos (SAP) usados em processos conhecidos. Além disso, o xCE insolúvel em água da presente invenção pode ser usado de forma bem- sucedida e eficiente como um agente de cura interna de xCE insolúvel em água em formulações ou composições de formação de concreto com o objetivo de reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no artigo de concreto resultante produzido a partir da composição de formação de concreto.
[0016] O composto de xCE insolúvel em água útil na presente invenção como o agente de cura interna em formulações de formação de concreto pode ser qualquer éter de celulose reticulado produzido por qualquer processo convencional de produção de éteres de celulose reticulados. Por exemplo, o xCE insolúvel em água úteis na presente invenção podem incluir qualquer um ou mais dos éteres de celulose reticulados preparados de acordo com o método descrito na Patente no. U.S. 6.958.393 B2. Em geral, o processo de produção de um xCE insolúvel em água útil na presente invenção, descrito na Patente no. US 6.958.393 B2, inclui as etapas de alcalinizar uma celulose com uma solução aquosa de hidróxido alcalino na presença de um agente de suspensão como éter dimetílico; reagir a celulose alcalinizada com óxido (ou óxidos) de alquileno, reagir com um haleto de alquila e reagir (subsequentemente ou simultaneamente) com 0,0001 a 0,05 equivalente (eq) de agente de reticulação (isto é, mols por mol de unidades de anidroglicose [AGU]) formando um produto derivado irreversivelmente reticulado; e separar o produto derivado irreversivelmente reticulado da mistura de reação, opcionalmente purificar o produto e, em seguida,
6 / 15 opcionalmente secar o produto.
[0017] Em uma modalidade geral, o composto de xCE insolúvel em água útil na presente invenção como o agente de cura interna em formulações de formação de concreto pode ser preparado por reticulação de um éter de celulose que pode incluir, por exemplo, o produto de reação de: (a) pelo menos um éter de celulose selecionado a partir do grupo que consiste em hidroxietilmetil celulose, hidroxipropilmetilcelulose, metilcelulose, hidroxietilcelulose e misturas dos mesmos; e (b) pelo menos um reticulador selecionado a partir do grupo que consiste em 1,2-dicloroetano, 1,3- dicloropropano, éter diclorodietílico, éter diglicidílico, metacrilato de glicidila, epicloroidrina, epibromoidrina e misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, o reticulador útil na presente invenção pode ser, por exemplo, um reticulador do tipo diglicidiléter. Exemplos de alguns dos reticuladores comerciais baseados na química de éter diglicidílico podem incluir Epilox P13-42 e Epilox M985 (disponível junto à Leuna Harze); e DER 732 (disponível junto à Olin).
[0018] O processo descrito na Patente no. U.S. 6.958.393 B2 para preparar o xCE insolúvel em água útil na presente invenção, pode ser ilustrado pelo seguinte exemplo: uma mistura de 17,7 quilogramas (kg) de polpa de madeira (teor de umidade de 3,6 por cento em peso [% em peso]) e línters de algodão de 17,7 kg (umidade: 4,2% em peso) é tratada com uma mistura de 52,9 kg de éter dimetílico e 2,0 equivalentes molares (eq mol) de clorometano (MeCl), seguido (durante um período de 10 minutos [min]) por 2,2 mol eq de hidróxido de sódio (NaOH) na forma de 50% em peso de solução aquosa de NaOH. Após a alcalinização por mais 35 min a 28 graus Celsius (°C) a 38 °C, a mistura é tratada durante 25 min com óxido de etileno 0,66 mol eq e 0,001 eq mol de éter diglicidílico de estrutura (I) (a 60 °C a 63 °C), misturada por mais 25 min a esta temperatura, aquecida ao longo de 25 min até uma temperatura de 78 °C a 82 °C, reagida por mais 60 min a esta
7 / 15 temperatura, tratada durante 8 min com 2 eq mol de MeCl, reagida por mais 12 min e trabalhada por destilação de voláteis seguida de lavagem, secagem e moagem.
[0019] O xCE insolúvel em água usado como um agente de cura interna para composições de formação de concreto exibe várias propriedades que são vantajosas quando usadas em composições de formação de concreto. Por exemplo, em uma modalidade geral, o agente de cura interna útil para composições de formação de concreto inclui um xCE insolúvel em água com uma capacidade de adsorção de água maior ou igual a (≥) 10 gramas por grama (g/g); de 10 g/g a 20 g/g em outra modalidade; e de 12 g/g e 18 g/g em ainda outra modalidade. A capacidade de adsorção de água acima do agente de cura interna de xCE insolúvel em água é suficiente para reduzir a retração autógena no artigo de concreto produzido com o uso do agente de cura interna de xCE insolúvel em água a um nível de, por exemplo, menor ou igual a (≤) 0,4 por cento (%) após 1.000 min em uma modalidade.
[0020] A capacidade de adsorção de água da composição de agente de cura interna pode ser medida de acordo com o método de “Teste de Saquinho de Chá” descrito no presente documento abaixo nos Exemplos.
[0021] O composto ou material cimentício que pode ser misturado com o agente de cura interna de xCE insolúvel em água pode incluir um ou mais compostos cimentícios conhecidos na técnica. Por exemplo, em uma modalidade, o composto cimentício pode ser cimento Portland e cimentos similares. Conforme acima mencionado, o material cimentício misturado com o agente de cura interna de xCE insolúvel em água pode formar uma composição de formação de concreto que pode ser usada para a produção de um artigo de concreto em que o artigo de concreto exibe vantajosamente menos retração e, consequentemente, menos rachaduras, resultando em um artigo de concreto com maior durabilidade.
[0022] Como é conhecido na técnica de formação de concreto, outros
8 / 15 ingredientes, compostos, aditivos ou agentes podem ser incluídos na composição de formação de concreto. A composição de formação de concreto pode incluir opcionalmente, por exemplo, outros aglutinantes hidráulicos, tais como escória de forno, cinzas volantes, cimento de alumina de cálcio, cimentos de sulfoaluminato de cálcio, outros aglutinantes pozolânicos; e misturas dos mesmos. A quantidade dos componentes opcionais pode ser, por exemplo, de 0% em peso a 90% em peso em uma modalidade, de 1% em peso a 90% em peso em outra modalidade, de 10% em peso a 80% em peso em ainda outra modalidade, e de 20% em peso a 50% em peso em ainda outra modalidade.
[0023] O processo para produzir uma composição de formação de concreto pode ser realizado pela mistura: do agente de cura interna de xCE insolúvel em água, componente (a), descrito acima com o material cimentício, componente (b), descrito acima. Em uma modalidade preferida, a composição de formação de concreto pode ser preparada usando métodos de mistura convencionais, condições de processo e equipamento conhecido na técnica.
[0024] Em uma ampla modalidade, o agente de cura interna de xCE insolúvel em água da presente invenção pode ser usado como um aditivo curativo para uma formulação de argamassa; e mais particularmente, como um agente de cura interna para uma mistura a seco ou composição de formação de concreto. Em geral, o processo de produção da formulação de concreto de mistura a seco da presente invenção inclui a etapa de mistura: (a) do agente de cura interna de xCE insolúvel em água descrito acima; e (b) um material cimentício também denominado mistura de concreto.
[0025] Em geral, para preparar a composição de formação de concreto, a quantidade do agente de cura interna de xCE insolúvel em água, componente (a), pode ser, por exemplo, de 0,1% em peso a 1,0% em peso em uma modalidade, de 0,2% em peso a 0,8% em peso em outra modalidade e de 0,3% em peso a 0,6% em peso em outra modalidade (todas as % em peso são
9 / 15 baseadas em cimento).
[0026] A composição de formação de concreto é útil para produzir artigos e produtos de concreto; e, em particular, para produzir artigos e produtos de concreto que exibem uma retração autógena reduzida e uma formação de rachaduras reduzida nos artigos e produtos de concreto. Por exemplo, a retração autógena (após 1.000 min de teste) do produto de concreto da presente invenção pode ser de 0,01% a 0,4% em uma modalidade; de 0,05% a 0,2% em outra modalidade, e de 0,10% a 0,15% em ainda outra modalidade. A retração autógena do concreto pode ser medida de acordo com o método descrito neste documento abaixo nos Exemplos sob o título “Procedimento Geral para Medir a Retração”.
[0027] Em geral, um artigo de concreto que compreende uma composição de formação de concreto totalmente reagida e seca descrita acima pode ser produzido primeiro (I) produzindo uma composição de formação de concreto misturando-se: (a) pelo menos um agente de cura interna que inclui um xCE insolúvel em água em que o xCE insolúvel em água tem uma maior capacidade de adsorção de água em comparação com polímeros superabsorventes normalmente usados e em que o xCE insolúvel em água pode ser usado de forma bem-sucedida e eficiente como um agente de cura interna de xCE insolúvel em água em formulações de concreto com o objetivo de reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no concreto; e (b) um material cimentício; e, então, (II) secando a composição de formação de concreto de (I). A secagem é realizada sob condições climáticas normais de 23 °C e 50% de umidade relativa, como é bem-conhecido pelos versados no campo de fabricação de cimento.
[0028] A composição de formação de concreto produzida de acordo com a presente invenção pode ser usada para fabricar artigos de concreto para qualquer aplicação conhecida na técnica onde o concreto é usado, tais como pontes, barragens, estradas, paredes e similares.
10 / 15
[0029] Os exemplos a seguir são apresentados para ilustrar ainda mais a presente invenção em detalhes, mas não devem ser interpretados como limitantes do escopo das reivindicações. Salvo indicação em contrário, todas as partes e porcentagens são em peso.
[0030] Vários termos e designações usados nos Exemplos Inventivos (Ex. Inv.) e nos Exemplos Comparativos (Ex. Comp. a seguir são explicados abaixo e na Tabela I. “XCE” significa éter de celulose reticulado. “HEMC” significa hidroxietilmetilcelulose. “PCE” significa éter de policarboxilato. “SAP” significa polímero superabsorvente. “OPC” significa cimento Portland comum. TABELA I – MATÉRIAS-PRIMAS Ingrediente Breve Descrição Fornecedor Epilox propilenoglicol-diglicidiléter Leuna Harze Defosorb CL 360 Polímero superabsorvente Defotec Defosorb CA 20 Polímero superabsorvente Defotec Defosorb CA 50 Polímero superabsorvente Defotec OPC CEM I 42,5 R Cimento Portland comum Cimento heidelberger Areia H32 Areia de quartzo Abastecimento local Areia 0,2/1 Areia de quartzo Abastecimento local Areia 1/2 Areia de quartzo Abastecimento local Glenium 51 Éter de policarboxilato BASF
[0031] O processo usado no presente documento para a reticulação de um éter de celulose é baseado na química de diglicidiléter e é descrito, por exemplo, na Patente no. U.S. 6.958.393. Resumidamente, o agente de reticulação pode ser um propilenoglicol-diglicidiléter, tal como Epilox; e o agente de reticulação é adicionado, juntamente com os outros edutos (Cloreto de metila (MCL), Dimetiléter (DME), Óxido de etileno (EO)) e alta pressão, em uma etapa de eterificação de um processo de produção de HEMC (80 °C).
[0032] Se o nível de reticulador for alto o suficiente, polímeros expansíveis em água com base em éter de celulose podem ser gerados. Uma caracterização de éteres de celulose reticulados implantados é dada na Tabela
11 / 15 II abaixo. TABELA II - ÉTERES DE CELULOSE Designação de Amostra de Epilóx - Reticulador 1% de Viscosidade Exemplo Nº. Éter de Celulose Reticulado [mol/mol] Aquosa [mPa·s] Ex. Inv. 1 xCE-001 0,0075 1.600 Ex. Inv. 2 xCE-002 0,0100 570 Ex. Inv. 3 xCE-003 0,0250 2 Ex. Inv. 4 xCE-004 0,0050 231 Ex. Inv. 5 xCE-005 0,0100 374 Ex. Inv. 6 xCE-006 0,0150 320
[0033] Conforme descrito na Tabela II, os reticuladores xCE-001 a xCE-003 demonstram como um aumento do agente de reticulação leva a uma diminuição da viscosidade aquosa dos éteres de celulose reticulados indicando um aumento em uma fração insolúvel. Os éteres de celulose usados nos Ex. Inv. 1 a 3 (xCE-001 a xCE-003) descrito na Tabela II foram baseados em línters de algodão com um alto peso molecular, que é medido como a viscosidade intrínseca de 1.720 mililitros/grama (ml/g). Os éteres de celulose usados nos Ex. Inv. 4 a 6 (xCE-004 a xCE-006) foram baseados em polpa de madeira com um peso molecular inferior (viscosidade intrínseca de 640 ml/g).O peso molecular de celulose é medido como viscosidade intrínseca de acordo com a ISO 5351.
[0034] Os resultados descritos na Tabela II, mostram que com o aumento do nível de reticulador, a viscosidade (em milipascais segundos [mPa·s]) de uma solução aquosa a 1% de um éter de celulose diminui à medida que a quantidade de polímeros de éter de celulose solúvel diminui. Geralmente, a viscosidade aquosa a 1% de uma solução aquosa a 1% do éter de celulose reticulado insolúvel em água da presente invenção pode ser de 1 mPa·s a 2.000 mPa·s em uma modalidade; de 10mPa·s a 1.000 mPa·s em outra modalidade, e de 100 mPa·s a 500 mPa·s em ainda outra modalidade. A viscosidade de uma solução aquosa a 1% de um éter de celulose pode ser medida, conforme descrito abaixo.
MEDIÇÃO DE VISCOSIDADE DE SOLUÇÃO AQUOSA DE ÉTER DE CELULOSE A 1%
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[0035] Uma solução aquosa de éter de celulose a 1% é preparada dispersando-se 4 gramas (g) de HEMC rapidamente (30 s) em 396 g de água e 0,5 ml de fosfato de tributila à temperatura ambiente (cerca de 23 °C) com o uso de um agitador de alta velocidade (2.500 rotações por minuto [RPM]) para evitar a formação de grumos. O processo de dissolução posterior ocorre durante pelo menos 1,5 hora em recipientes de vidro girando lentamente. A viscosidade da solução aquosa de éter de celulose a 1% preparada acima é medida a 20 °C e uma taxa de cisalhamento de 2,55 s-1 com o uso de um viscosímetro de rotação HAAKE™ Viscotester™ 550 com geometria MV2DIN (disponível junto à Thermo Fisher Scientific).
[0036] A capacidade de adsorção de água dos polissacarídeos pode ser comparada aos SAP comercialmente disponíveis que são usado como agentes de cura interna. A capacidade de adsorção de água de éteres de celulose reticulados pode ser medida por um denominado “Teste de Saquinho de Chá” descrito no presente documento abaixo. Os resultados do Teste de Saquinho de Chá dos éteres de celulose reticulados são descritos na Tabela III. TABELA III - CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE ÁGUA DE ÉTERES
DE CELULOSE Designação de Amostra de Éter de Capacidade de Adsorção de Água Exemplo Nº. Celulose Reticulado [g/g] Ex. Comp. A referência em branco 0,61 Ex. Inv. 1 xCE-001 14,5 Ex. Inv. 2 xCE-002 15,5 Ex. Inv. 3 xCE-003 12,6 Ex. Inv. 4 xCE-004 15,6 Ex. Inv. 5 xCE-005 15,1 Ex. Inv. 6 xCE-006 12,9 Ex. Comp. B Defosorb CL 360 10,7 Ex. Comp. C Defosorb CA 20 7,4 Ex. Comp. D Defosorb CA 50 9,0 MEDIÇÃO DE CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE ÁGUA (TESTE DE SAQUINHO DE CHÁ)
[0037] A determinação da capacidade de adsorção de água de um
13 / 15 determinado polímero de adsorção de água (WAP) foi desenvolvida para a indústria de higiene e é referenciada na norma EDANA 440.2-02 (European Disposables and Nonwovens Association). O padrão descreve o uso de uma solução de teste de cloreto de sódio a 0,9 por cento. Os sistemas cimentícios aquosos contêm alto teor de íons de cálcio e a capacidade de intumescimento de polímeros é altamente reduzida na presença de íons, porque os íons podem causar o colapso do gel por reticulação dos polímeros. Por essa razão, a solução de teste foi trocada por uma solução de formiato de cálcio de 1,0 por cento para tornar o teste mais aplicável para aplicações na indústria de construção.
[0038] O método de teste de capacidade de adsorção de água acima que, conforme mencionado acima, também é conhecido como o “Teste de Saquinho de Chá”, é realizado por uma quantidade definida (cerca de 200 miligramas [mg]) de polímero em um sachê de algodão, que é imerso por 30 min em uma solução de formiato de cálcio a um por cento. Em seguida, o sachê é deixado escorrer por 5 min e pesado em seguida. Um sachê sem polímero superabsorvente também é testado como branco. Para calcular a capacidade, a seguinte fórmula pode ser usada:
[0039] Todos os polímeros foram testados com uma distribuição de tamanho de partícula ajustada de 100% de < 0,125 milímetro (mm).
[0040] Os polímeros superabsorventes foram obtidos junto à Defotec.
[0041] Os resultados demonstram claramente que os éteres de celulose reticulados têm uma maior capacidade de adsorção de água do que os SAPs acrílicos.
[0042] Os ensaios de retração em argamassa de cimento foram realizados com base no procedimento descrito a seguir. Todos os testes de
14 / 15 aplicação foram conduzidos com o uso de uma formulação de argamassa descrita na Tabela IV. TABELA IV - FORMULAÇÃO DE ARGAMASSA Componente Descrição Material Quantidade [g] OPC CEM I 42,5 R 500 Areia H32 600 A Mistura Seca Areia 0,2/1 500 Areia 1/2 400 SAP/CE reticulado 2,5 Glenium 51 5 B Líquido Água (razão de água/cimento: 0,50) 250
[0043] Uma formulação de argamassa foi preparada preparando-se primeiramente uma mistura de mistura seca, componente A, conforme descrito na Tabela IV, seguida pela combinação da mistura de mistura seca com uma mistura úmida (líquida), componente B, conforme descrito na Tabela IV. Os componentes A e B são combinados em uma tigela de mistura para um misturador ToniMIX (disponível junto à Toni Technik Baustoffprüfsysteme GmbH). Conforme descrito na Tabela IV, os componentes da mistura úmida, componente B, são água e um superplastificante à base de PCE, Glenium 51. Enquanto se mistura a mistura úmida, componente B, no nível um (baixa velocidade) do misturador, a mistura seca, componente A, foi adicionada à tigela de mistura em 30 segundos (s) resultando em um material pastoso. A pasta resultante foi misturada por 30 s no nível um do misturador; e depois por 30 s no nível dois (alta velocidade) do misturador. A mistura de pasta resultante foi deixada em repouso por 90 s para permitir que os aditivos solúveis se dissolvessem. Em seguida, a mistura de pasta foi misturada novamente por 60 s no nível dois do misturador.
[0044] Um molde de retração de 100 mm de comprimento foi construído de acordo com a DIN EN ISO 6873. Duas porcas foram
15 / 15 construídas em cada extremidade do molde para que a argamassa de endurecimento seja conectada à parede do molde nestes pontos. Uma extremidade é fixada e a outra pode ser movida livremente, onde a deformação do espécime pode ser medida.
[0045] Ao preencher a argamassa no molde, a parte móvel livre é fixada por um parafuso. O parafuso é solto depois que a argamassa está totalmente preenchida e a argamassa começa a endurecer e não é mais líquida. Depois de soltar o parafuso, começa a medição da deformação.
[0046] Com esta configuração, os dois tipos de deformação, retração e dilatação, podem ser monitorados com uma precisão de 0,001 mm. TABELA V - RESULTADOS DE MEDIÇÕES DE RETRAÇÃO Exemplo Nº. Retração [%] Ex. Comp. A Ex. Comp. B Ex. Inv. 4 Ex. Inv. 5 Ex. Inv. 6 após: Material de Base Defosorb CL 360 xCE-004 xCE-005 xCE-006 200 m 0 -0,11 -0,02 -0,02 -0,02 600 min -0,26 -0,32 -0,17 -0,11 -0,04
1.000 m -0,46 -0,46 -0,21 -0,13 -0,05
[0047] Os dados de retração descritos na Tabela V acima são obtidos em vários períodos de tempo. Após 1.000 min, os dados de retração descritos na Tabela V indicam claramente que os éteres de celulose reticulados insolúveis em água da presente invenção são superiores aos polímeros superabsorventes convencionais. Constatou-se que quanto maior a densidade da reticulação, menor será a retração. O reticulador, xCE-006, do Ex. Inv. 6 demonstra o melhor controle de retração.
Claims (9)
1. Composição de formação de concreto para produzir um artigo de concreto caracterizada pelo fato de que compreende: (a) pelo menos um agente de cura interna que inclui um éter de celulose reticulado insolúvel em água, em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água tem uma maior capacidade de adsorção de água em comparação com polímeros superabsorventes normalmente usados e em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água pode ser usado de forma bem- sucedida e eficiente como uma celulose reticulada insolúvel em água, seja agente de cura interna em formulações de concreto com o objetivo de reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no concreto; e (b) um material cimentício.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a capacidade de adsorção de água do éter de celulose reticulado insolúvel em água é maior ou igual a 10 g/g, conforme medido pelo método de teste de saco da equipe.
3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos um éter de celulose reticulado insolúvel em água compreende o produto de reação de: (a) pelo menos um éter de celulose selecionado a partir do grupo que consiste em hidroxietilmetilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose, metilcelulose, hidroxietilcelulose e misturas dos mesmos; e (b) pelo menos um reticulador selecionado a partir do grupo que consiste em 1,2-dicloroetano, 1,3-dicloropropano, éter diclorodietílico, éter diglicidílico, metacrilato de glicidila, epicloroidrina, epibromoidrina e misturas dos mesmos.
4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material cimentício é cimento Portland.
5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a concentração do agente de cura interna de éter de celulose reticulado insolúvel em água é de 0,1 por cento em peso a 5 por cento em peso com base nos compostos totais na composição.
6. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a concentração do material cimentício é de 5 por cento em peso a 50 por cento em peso com base nos compostos totais na composição.
7. Artigo de concreto caracterizado pelo fato de que compreende uma composição de formação de concreto totalmente reagida seca de acordo com a reivindicação 1.
8. Processo para produzir uma composição de formação de concreto caracterizado pelo fato de que compreende misturar: (a) pelo menos um agente de cura interna que inclui um éter de celulose reticulado insolúvel em água, em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água tem uma maior capacidade de adsorção de água em comparação com polímeros superabsorventes normalmente usados e em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água pode ser usado de forma bem- sucedida e eficiente como uma celulose reticulada insolúvel em água, seja agente de cura interna em formulações de concreto com o objetivo de reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no concreto; e (b) um material cimentício.
9. Processo para produzir um artigo de concreto caracterizado pelo fato de que compreende: (I) misturar: (a) pelo menos um agente de cura interna que inclui um éter de celulose reticulado insolúvel em água, em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água tem uma maior capacidade de adsorção de água em comparação com polímeros superabsorventes normalmente usados e em que o éter de celulose reticulado insolúvel em água pode ser usado com de forma bem-sucedida e eficiente como uma celulose reticulada insolúvel em água,
seja agente de cura interna em formulações de concreto com o objetivo de reduzir a retração autógena e a formação de rachaduras no concreto; e (b) um material cimentício; em que uma composição de formação de concreto é formada; e (II) secar a composição de formação de concreto de (I).
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